一种烟气脱硝方法技术

本发明专利技术提供了一种烟气脱硝方法，该方法包括：在烟气选择性非催化还原条件下，将烟气与脱硝剂接触，所述脱硝剂中的氮与烟气中的氮的氨氮摩尔比为０．５－２∶１，得到非催化还原脱硝反应产物，向非催化还原脱硝反应产物中注入扰动介质，得到非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物，将非催化还原脱硝反应产物或非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物的温度降低，并在烟气选择性催化还原条件下，将非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物与催化剂接触。根据本发明专利技术的烟气脱硝方法，能够有效防止由于催化剂床层中局部脱硝剂浓度过大而引起的局部催化剂床层失效加速和／或局部脱硝剂逃逸量超标，并且脱硝效率可以高于７５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
烟气是热电厂的主要排放物之一，通过可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生。由 于烟气中通常含有大量的氮氧化物NOx (如NO)，这些氮氧化物如果直接排放到大气中，会导 致腐蚀性很强的酸雨，因此烟气在排放之前必须经过脱氮(即脱硝)处理。目前，运用比较成熟的烟气脱硝技术主要有两种选择性催化还原(SCR)工艺和 选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。SCR和SNCR脱硝工艺的化学反应原理都是一样的，都 是将脱硝剂(尿素或者氨)与烟气接触，使脱硝剂与烟气中的NOx进行选择性还原反应生 成氮气(N2)和水蒸气(H2O)。SNCR工艺一般在锅炉的炉膛内即燃烧区(800-1250°C)内进 行。SCR工艺则是在烟道内设置催化剂床层，在280-420°C的温度下，在催化剂存在的条件 下进行烟气的催化选择性还原反应。SNCR和SCR各有利弊。SNCR的优点是不需要价格昂贵的催化剂床层，缺点是脱硝 效果较差，脱硝率一般不超过40%。SCR的缺点则是需要使用价格昂贵的催化剂床，而且 需要有足够的空间来设置催化剂床层，优点则是脱硝效果较SNCR好，脱硝率一般为60%左右ο虽然通过进一步提高催化剂床层的厚度能够稍微提高SCR的脱硝率，但由于催化 剂比较昂贵，会导致成本大幅提高。为此，现有技术一般采用增大脱硝剂的供给量的方法，试图以此来降低SCR处理 后的烟气中的氮氧化物NOx含量。然而，事实上，采用上述增大脱硝剂供给量的方式，不但 不能降低SCR处理后的烟气中的氮氧化物NOx含量，反而还使得处理后的烟气中氨气的量 增大了，而且催化剂床层的寿命也降低了。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的烟气脱硝方法存在的SNCR和SCR脱硝效率低 的问题。本专利技术的专利技术人在实践中发现，造成局部催化剂床层失效加速和/或局部脱硝剂 逃逸量超标的主要原因是进入催化剂床层的烟气与脱硝剂的混合物中脱硝剂的分布不均 勻，导致催化剂床层中局部脱硝剂浓度过大，从而加速催化剂的失效和/或局部脱硝剂逃 逸量超标。本专利技术的专利技术人在实践中进一步发现，造成烟气和脱硝剂的混合物中脱硝剂分布 不均勻的主要原因在于尾部烟道的容积较大，同时受锅炉本身结构和位置的限制，脱硝剂 的送入位置非常受限，因而使得进入尾部烟道的脱硝剂在尾部烟道的分布通常都不均勻。本专利技术的专利技术人还发现，将SNCR与SCR联用对烟气进行脱硝处理，一方面可以提 高脱硝效率，另一方面可以降低设备的投资成本。但是，将SNCR与SCR联用也存在一些问题，例如SNCR通常在800_1250°C的温度 下进行，SCR通常在280-420°C的温度下进行，尽管可以通过延长烟道长度，使得进入催化 剂床层的烟气和脱硝剂的混合物的温度满足SCR的温度要求，但是这样势必使得烟道更为 庞大，一方面提高了烟气脱硝设备的初期投资成本，另一方面也增加了烟气脱硝设备占用 的空间，在一些空间受限的应用环境中很难实现将SNCR与SCR联合使用。因此，如何在不增加设备占用空间的条件下，实现SCR与SNCR的联用，是亟待解决 的技术问题。本专利技术提供了，该方法包括在烟气选择性非催化还原条件下， 将烟气与脱硝剂接触，所述脱硝剂中的氮与烟气中的氮的氨氮摩尔比为0.5-2 1，得到非 催化还原脱硝反应产物，向非催化还原脱硝反应产物中注入扰动介质，得到非催化还原脱 硝反应产物和扰动介质的混合物，将非催化还原脱硝反应产物或非催化还原脱硝反应产物 和扰动介质的混合物的温度降低，并在烟气选择性催化还原条件下，将非催化还原脱硝反 应产物和扰动介质的混合物与催化剂接触。根据本专利技术的烟气脱硝方法，通过在烟气与脱硝剂的混合物与催化剂接触之前， 向烟气与脱硝剂的混合物中注入扰动介质，将烟气与脱硝剂混合均勻，从而防止由于催化 剂床层中局部脱硝剂浓度过大而引起的局部催化剂床层失效加速和/或局部脱硝剂逃逸 量超标的问题。根据本专利技术的烟气脱硝方法，通过在烟气与脱硝剂的混合物进入催化剂床层之 前，降低烟气和脱硝剂和混合物的温度，从而一方面在不增大烟气脱硝设备占用空间的条 件下，使得进入催化剂床层的烟气与脱硝剂的混合物的温度满足SCR的要求；另一方面还 可以充分利用烟气中的热量。根据本专利技术的烟气脱硝方法，脱硝效率可以高于75%。 附图说明图1为根据本专利技术的烟气脱硝方法中的换热器的一种实施方式的结构示意图；图2为根据本专利技术的烟气脱硝方法中的换热器的换热片一种实施方式的结构示 意图；图3为根据本专利技术的烟气脱硝方法中的换热器的换热片的另一种实施方式的结 构示意图；图4为本专利技术提供的烟气脱硝方法的一种实施方式所用烟气脱硝设备的结构示 意图；图5为本专利技术的烟气脱硝方法中的扰动装置的一种实施方式的示意图；图6为显示根据本专利技术的烟气脱硝方法中扰动装置的端口朝向的示意图。具体实施例方式本专利技术提供了，该方法包括在烟气选择性非催化还原条件下， 将烟气与脱硝剂接触，所述脱硝剂中的氮与烟气中的氮的氨氮摩尔比为0.5-2 1，得到非 催化还原脱硝反应产物，向非催化还原脱硝反应产物中注入扰动介质，得到非催化还原脱 硝反应产物和扰动介质的混合物，将非催化还原脱硝反应产物或非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物的温度降低，并在烟气选择性催化还原条件下，将非催化还原脱硝反 应产物和扰动介质的混合物与催化剂接触。由于本专利技术中，仅向非催化还原脱硝反应产物中注入扰动介质，而不特别补加脱 硝剂，因此，与烟气接触的脱硝剂的量应当足以满足烟气选择性非催化还原反应和后续的 烟气选择性催化还原反应的要求，另外，为了使脱硝后的烟气的氨含量符合环保要求，烟气 与脱硝剂以脱硝剂中的氮与烟气中的氮的氨氮摩尔比为0.5-2 1的比例接触，优选情况 下烟气与脱硝剂以脱硝剂中的氮与烟气中的氮的氨氮摩尔比(以下简称氨氮摩尔比)为 0.8-1.5 1的比例接触。本专利技术中，所述氨氮摩尔比是以氮元素计，指脱硝剂中的氮与烟 气中的NOx(以NO计)中的氮的摩尔比。所述脱硝剂可以是本领域已知的各种脱硝剂。例如，所述脱硝剂可以为氨或者各 种加热后能够产生氨的物质，如尿素。上述脱硝剂优选以其水溶液的形式使用，所述溶液的 浓度已为本领域技术人员所公知，可以为脱硝剂所能达到的各种浓度。为了降低脱硝剂的 用量，优选所述脱硝剂以其饱和溶液的形式使用。所述烟气与所述脱硝剂发生选择性非催化还原反应的条件包括温度可以为 800-1300°C，优选为800-1100°C，在该温度下接触的时间可以为0. 1-2秒，优选为0. 5-1秒。上述温度可以通过选择脱硝剂供给装置的位置从而利用烟气本身的温度来实现， 因而无需额外供热或降温。根据本专利技术的烟气脱硝方法，该方法包括向非催化还原脱硝反应产物中注入扰动 介质，得到非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物。所述扰动介质可以是各种能够通过输送管喷出的介质，只要不对烟气与脱硝剂之 间的脱硝反应产生不利影响即可。为了保证与催化剂接触前的脱硝剂和烟气混合均勻，防止现有技术中由于脱硝 剂局部浓度过大或过小导致的局部催化剂床层失效加速以及氨逃逸现象的发生，同时减 轻对烟道的损伤，所述扰动介质的压力可以为0. 3-5兆帕，优选为1-2兆帕，更进一步优 选为1.4-1.6兆帕；所述扰动介质与所述烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硝方法，其特征在于，该方法包括：在烟气选择性非催化还原条件下，将烟气与脱硝剂接触，所述脱硝剂中的氮与烟气中的氮的氨氮摩尔比为０．５－２∶１，得到非催化还原脱硝反应产物，向非催化还原脱硝反应产物中注入扰动介质，得到非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物，将非催化还原脱硝反应产物或非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物的温度降低，并在烟气选择性催化还原条件下，将非催化还原脱硝反应产物和扰动介质的混合物与催化剂接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：周国民，唐建城，李振忠，王松峰，赵海军，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京国华电力有限责任公司，神华国华国际电力股份有限公司北京热电分公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]